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Cellule tumorali: il loro grande bisogno di zuccheri le rende vulnerabili alla dieta chetogenica.

Cancro e Dieta

Si parla spesso di dieta chetogenica come formidabile approccio per il dimagrimento ma forse pochi sanno che si tratta anche di un regime dieto-terapico con sempre più riconoscimenti in ambito clinico. Con dieta chetogenica intendiamo un particolare regime dietetico che spinge l'organismo a utilizzare i grassi come combustibile energetico anziché i carboidrati e gli zuccheri, che generalmente rappresentano la fonte primaria per ottenere energia. L'utilizzo di questo approccio nutrizionale in oncologia ha come obiettivo quello di sfruttare alcuni punti deboli delle cellule tumorali, vediamo meglio di cosa si tratta.

Rispetto alle cellule normali, le cellule tumorali necessitano di una grande quantità di glucosio per sopravvivere e per rispondere ai loro fabbisogni energetici, un aspetto già evidenziato a partire dagli anni '20 dal premio Nobel Heinrich Warburg e confermato poi da vari studi. Il motivo risiede nel fatto che le cellule tumorali metabolizzano il glucosio in modo diverso e meno produttivo rispetto alle cellule normali. Al fine di comprendere questo aspetto della biologia cellulare del cancro, dobbiamo prima entrare nel merito di come vengono metabolizzati i carboidrati nel nostro organismo. Tutti i carboidrati che assumiamo con l'alimentazione vengono scomposti in carboidrati semplici, fino ad arrivare alla molecola di glucosio il quale viene poi metabolizzato in due fasi. La prima fase viene detta GLICOLISI ed è simile sia nelle cellule normali che in quelle tumorali. Si tratta di un processo che avviene nel citoplasma delle cellule e che, attraverso una serie di reazioni biochimiche, produce 2 molecole di Piruvato a partire da una molecola di glucosio, con guadagno di 2 molecole di ATP (la preziosa molecola che fornisce energia chimica alle cellule). Siamo in presenza di un processo anaerobico, ovvero di un processo che non necessita ossigeno. A questa prima fase fa generalmente seguito la seconda fase: in presenza di ossigeno, il Piruvato prodotto precedentemente segue la via della "respirazione cellulare", entra nei mitocondri e viene ossidato, generando circa 36 molecole di ATP (più anidride carbonica e acqua). Una grande produzione di molecole energetiche quindi ed ecco il motivo per cui i carboidrati rappresentano importanti fonti di energia per le nostre cellule. In alcuni casi però, la carenza di ossigeno (tipica ad esempio del tessuto muscolare sotto sforzo), fa sì che il Piruvato prodotto con la GLICOLISI non possa poi seguire la via della "respirazione cellulare" bensì la via della fermentazione. In questo caso, il Piruvato viene convertito in Acido Lattico con una produzione di molecole energetiche di ATP pari a 2, contro le 36 prodotte con la "respirazione cellulare". Torniamo alle cellule tumorali. Contrariamente alle cellule normali, le cellule tumorali sono generalmente in grado di utilizzare solo la GLICOLISI. Sia in presenza che in assenza di ossigeno, le cellule tumorali rimangono vincolate alla GLICOLISI, con produzione di Acido Lattico (effetto Warburg (1)). Con quest'unico tipo di processo metabolico, il guadagno in termini di molecole energetiche di ATP risulta davvero limitato: solo 2 molecole contro le 36 prodotte dalle cellule normali. La perdita di efficienza è notevole. Ecco perché le cellule tumorali, per sopravvivere e produrre ATP, necessitano di grandi quantità di glucosio rispetto alle cellule normali. Questa particolarità metabolica delle cellule tumorali può essere sfruttata. In nutrizione clinica, particolari approcci basati su un bassissimo apporto di carboidrati netti nella dieta (diete chetogeniche) sono utilizzati nella terapia oncologica integrata proprio con lo scopo di "affamare" le cellule tumorali. In linea generale, in povertà di zuccheri, le cellule normali saranno spinte a utilizzare gli acidi grassi a scopo energetico, attivando la chetogenesi. Le cellule tumorali invece, totalmente dipendenti dal glucosio (glucodipendenti), in sua assenza non saranno capaci di utilizzare gli acidi grassi per ricavare energia e andranno incontro a un deficit energetico mortale (2).


1. Maria V. Liberti e Jason W. Locasale, The Warburg Effect: How Does it Benefit Cancer Cells?, Trends in Biochemical Sciences, 2016

2. Daniela D. Weber, Ketogenic diet in cancer terapy, Aging, 2018

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